Les médicaments se fixent aux protéines de notre corps comme les vaisseaux spatiaux s'amarrent à la Station spatiale internationale. Décrire ce processus en détail peut révéler beaucoup de choses sur le fonctionnement des médicaments et sur la forme que devraient prendre les nouveaux médicaments.

Des chercheurs de l'Université de Virginie-Occidentale ont cartographié la structure cristalline d'une protéine qui réside dans nos cellules et déterminé, pour la première fois, comment un médicament s'y accroche. Les résultats apparaissent dans Chimie des communications , une revue de recherche Nature.

L'étude, financée par le West Virginia Clinical and Translational Science Institute, était centrée sur une protéine appelée "mitoNEET". MitoNEET habite la membrane externe de nos mitochondries, qui agissent comme des centrales électriques qui dynamisent nos cellules.

« MitoNEET est une nouvelle cible thérapeutique pour les maladies métaboliques et pourrait éventuellement conduire à des traitements modificateurs de la maladie pour la maladie d'Alzheimer et les accidents vasculaires cérébraux, " a déclaré Werner Geldenhuys, professeur agrégé à la Faculté de pharmacie et à la Faculté de médecine. Lui et ses collègues, dont Aaron Robart, professeur adjoint à la WVU School of Medicine, John Hollander, doyen adjoint pour les programmes professionnels de la WVU School of Medicine, et Timothée Long, un professeur agrégé à la Marshall University School of Pharmacy a mené le projet.

« Cette protéine a été impliquée dans de nombreuses maladies très difficiles à combattre :des choses comme le diabète, accident vasculaire cérébral, cardiopathie, " a déclaré Robart. "Nous ne savons pas encore ce que fait la protéine, mais il traîne à proximité de la centrale électrique de la cellule, et toutes ces maladies ont pour thème le flux d'énergie."

Pour explorer le rôle joué par mitoNEET dans nos processus énergétiques, les chercheurs ont isolé mitoNEET de la surexpression bactérienne et des modèles animaux. Ensuite, ils ont synthétisé 11 molécules similaires au furosémide - un diurétique courant vendu sous le nom de marque LASIX - et leur ont exposé le mitoNEET.

Après les molécules liées au mitoNEET, les chercheurs ont construit des cartes atome par atome des appariements. Ils ont contrôlé à distance la source de photons avancée du Laboratoire national d'Argonne, qui bombarde les échantillons d'une lumière ultra-brillante, rayons X à haute énergie - pour révéler précisément comment les molécules se sont réunies.

L'équipe a découvert que les molécules s'amarraient à un groupe d'atomes de fer et de soufre qui constituaient une partie de la protéine. Raïsa Nuñez, un étudiant de premier cycle participant au programme d'apprentissage en recherche, collecté des données structurelles préliminaires. « Cela met en évidence qu'une découverte scientifique importante peut survenir à n'importe quel niveau de carrière, ", a déclaré Robart.

"Ces découvertes sont importantes car elles nous permettent de continuer à comprendre le rôle joué par les mitochondries et la bioénergétique dans de nombreux états pathologiques, " Hollander a déclaré. " La modulation de la fonction mitochondriale grâce à des thérapies ciblées peut être une voie critique pour la découverte de médicaments. "

Comprendre la fonction cellulaire de mitoNEET pourrait améliorer les performances des médicaments qui agissent en modifiant l'activité de la protéine. Par exemple, l'ajout d'un groupe d'oxygène supplémentaire à la structure moléculaire d'un médicament pourrait considérablement resserrer sa liaison à mitoNEET et éliminer la liaison involontaire à d'autres protéines cellulaires.

Le résultat potentiel pour les patients qui prennent le médicament ? Meilleur soulagement des symptômes.

« Le succès de ce projet illustre vraiment comment les approches considérées comme des sciences fondamentales peuvent fournir un aperçu considérable des problèmes cliniques, " a déclaré Michael Schaller, qui préside le département de biochimie de l'École de médecine. "Cela démontre également la puissance d'aborder les problèmes en tant qu'équipes composées de membres aux expertises très différentes."